台式电风扇的摇头机构机械原理说明书

1.设计主题设计台式风扇的摇头机构，使风扇摇头(在一定高度和操纵杆一起摇动)。风扇直径为300mm，风扇马达速度n=1450r/min，风扇头摆动周期t=10s，风扇摆动角度=95，节距角度=20，紧急返回系数k=1.025。风扇可以在一段时间内进行头部摆动，以增加送风区域。2.设计要求风扇头摆动机制至少包括连接机构、蜗轮机构和齿轮传动的三种机制。绘制机械运动计划概要和运动循环图。建立运动循环图时，执行元件的运动开始和结束位置可能会根据情况重叠，但必须满足在时间和空间中不能发生干涉的过程中各个运动的配合。设计连接机构，自行确定运动规律，选择连接机构类型，并检查最大压力角。设计计算齿轮机构，确定传动比，选择适当的触摸数。创建设计计算说明。学生们可以进一步完成机器的计算机演示验证和凸轮的数控加工等。3.功能分解电风扇的工作方式是定期切换电风扇的送风区域，增加送风区域。要完成风扇的摆动动作，需要以下运动功能：风扇必须根据运动规律左右摆动，因此必须设计适当的摆动机制。风扇必须根据路径规律进行俯仰工作，因此必须设计适当的俯仰机构。风扇必须转换驱动轴线并改变速度，因此必须设计相应的齿轮系。进一步分析两个机构的运动功能，表明必须分别实现以下基本运动：向左和向右摆动有三种基本动作：运动轴平移、传动比降低和周期摆动。俯仰运动有两种基本运动：运动转向和周期俯仰。运动轴平移和传动比更改具有缺省运动-运动轴平移。它还满足驱动器性能要求。改变风扇的送风区域时，按照送风系数k=1.025、摆动角度=95的要求，保持运动的平稳过渡，最小化机构之间的摩擦。图3.1动作函数图表图3.2运动周期图4.选择机构根据前面提到的要求，电扇必须进行一些往复摆动，工作周期中必须有馈电。驱动机由电动机驱动，使用机械原理课程设计指导书第16页上的设计目录，分别选择每三个机构的功能(参见表1)。钟表风扇摆动机构的选择0功能执行机构工序行为执行机构设计矩阵左右摇摆连接机构激进地进行往返运动齿轮装置连接机构A1上下摆动连接机构扇形往复运动连接机构 A24.1电风扇左右摆动机制不仅由电动机驱动，空间狭小，还考虑了所需的3种基本运动和高传动比要求。转换运动轴并变更齿轮比机构(蜗轮与行星齿轮系的组合齿轮方块)a32和a24。其优点是可以在较小的空间内切换运动轴，并具有自锁定功能。为了进行上下往返运动，根据比赛简单的原则选择双摇杆机制(a43)，进行运动方向交换。总之，整个风扇左右摆动机制a1=a24，a32，a43。4.2电风扇上下调节装置考虑到风扇a11的大小有限，并且只使用凸轮负载较小的驱动工艺，因此如果风扇头被压在重物上，则可能损坏凸轮，可以使用风扇a11设计风扇。因此，更改为方案2以使用a2=a33(连杆滑块机构)设计。将事例线索约束到一个路径指南，完成想象的特许权动作。5.体育节目和选择5.1左右摇摆计划I(放弃):图5.1左右摆动程序机构示意图图5.2左右摆动程序机制立体视图在此方案中，有两个活动部件，一个单独旋转风扇风扇，另一个左右转动上图中带有箭头的磁盘的整个旋转驱动头。机构拆卸：全驱动 4四杆机构(曲柄摇杆机构)曲柄：将图5.2中的磁盘旋转中心作为顶面链接游戏杆：带头的直线游戏杆：头和转盘连接优点：机构简单，如果驱动部是连接密封，则可以轻松计算四杆机构参数缺点：需要两个动力。这意味着需要两个电动机驱动器5.2左右摇摆计划2(放弃):图5.2.1左右摆动程序的两个机制图图5.2.2左右摆动程序二维该设计使用了改变输入输出速度的齿轮箱、用于减速和转换速度方向的涡轮蜗杆、磁头左右摆动和紧急响应效果的四杆机构。分解机构：减速齿轮箱和蜗轮机构左右摆动四杆机构优点：只需要一个驱动零件、一个马达，就可以得到两种运动：风扇旋转和头部摆动。缺点：在获得头部左右摆动效果的同时，马达齿轮箱也比预想的旋转得更好。5.3左右摇摆计划3(使用):图5.3.1左右摆动程序3机构示意图图5.3.2左右摆动程序三维该方案以方案2为基础，改变了四杆机构的机架和各杆的位置，消除了自转，实现了扇叶与操纵杆左右摆动的效果。优点：蜗轮与下面的转盘同轴，但可以拉伸，风扇需要转动头部的时候，使蜗轮啮合到蜗杆上，使蜗杆旋转转动头部。不用转头的时候拔蜗轮就可以脱离啮合。5.4上下摆动的程序图5.4.1上下摆动程序立体图在此方案中，导轨可以控制风扇头的上下摆动，根据需要更改导轨外观，以获得不同的上下摆动效果，并且导轨可以隐藏在盘柜内部，使其看起来更好。导向卡在主轴上，头部不左右旋转，而头部左右旋转时，内部凸出被轨道轨迹约束，使头部左右旋转时沿着轨道轨迹上下摆动。优点：不包括复杂的机构，提高可靠性上下摆动轨迹可以根据要求改变。5.5比较的优缺点就是选择左右摆动方案1:优点：机构简单，如果驱动部是连接密封，则可以轻松计算四杆机构参数缺点：需要两个动力。这意味着需要两个电动机驱动器左右摆动方案2:优点：只需要一个驱动零件、一个马达，就可以得到两种运动：风扇旋转和头部摆动。缺点：在获得头部左右摆动效果的同时，马达齿轮箱也比预想的旋转得更好。左右摆动方案3:优点：蜗轮与下面的转盘同轴，但可以拉伸，风扇需要转动头部的时候，使蜗轮啮合到蜗杆上，使蜗杆旋转转动头部。不用转头的时候拔蜗轮就可以脱离啮合。上下摆动方案：该程序是外力不是运动机制，而是简单的运动，因此可靠性更高，不容易引发质量问题。5.6最终方案：左右摆动方案3与上下摆动的组合。图5.6.1最终方案3视图定义四杆长度：首先定义游戏杆的长度，然后使用摆动角度和行比系数k估计曲柄长度。此值可以在最短条为连接条的情况下估计，通过图5.6.2可以确定连接条和机架的长度和最小传递角度。表5.6.2序号游戏杆长度c真角曲柄长度a笔划比率系数k机架长度d连接长度b最小驱动角度112.8959.21.025107.1981108.80659.4559212.5959.21.02530.164429.439052.4375312.5959.11.02574.833375.706955.8823412.5959.211.02520.929919.422854.6688512.55959.211.02546.735646.774452.9633612.6959.11.02595.390496.747058.2291712.61959.21.02568.997569.710355.1512812.61959.251.02548.952749.062753.1278912.62959.21.02571.501072.27955.42411012.65959.21.02578.844879.499456.2042图5.6.3看表5.6.2，根据实际情况(30厘米直径的风扇)，选择缩放最小且最小传递角度相对较大的第二组数据集，然后按比例缩放c=2.72cm厘米、a=3厘米、d=6.56cm厘米、b=6.4cm厘米6.变速比设计在设计的左右摆动机构中驱动蜗轮，从而对整个主旋转执行匀速圆周运动。蜗轮旋转一周时，风扇外壳也会摆动一次，从而蜗轮的旋转速度为w=2 1080/10=/5。由于已知电动机速度和蜗轮速度有很大差异，并且需要改变轴传动，因此，在设计中应用了产生大传动比的蜗轮机构和行星齿轮机构。最终得到了理想的传动比。6.1行星轮系设计行星轮系可以在一定的齿数比下产生更大的传动比。使用外部啮合和内部齿轮副设计。其中Z3是内部齿轮，Z1=18，m1=1。Z2=33、m2=1、=17、=1；Z3=68，m3=1。传动比计算如下：图6.1行星轮系6.2蜗轮蜗杆传动装置设计与行星齿轮一起考虑风扇外壳的体积时，蜗轮尺寸不能太大。设计中蜗杆的直径为18、m=1、=、=；对于蜗轮轮，Z=29、m=1、=、=，而对于蜗轮轮，i=29是左手。将两种车轮组合成一个复合车轮，能很好地满足设计要求，不仅能实现驱动器轴向的变化，还能完成大齿轮比的减速过程，合成两者的传动比。7.机构参数计算7.1双摇杆机构设计由于使用了由连杆驱动的双摇杆机构，因此与日常设计方法不同，此次设计采用了新的设计理念机架转换方法。机架转换的理论基础是图1中的V1为绝对速度，V2为机架在机构运动后相对于操纵杆的速度。此时，V1=V2。然后，转换机架，转换到图1中的游戏杆位置，设置图2中的V1=V2。